维科技|习近平同首批空间站航天员通话 中国太空计划步步为营

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6月23日是中国三名航天员进驻空间站的第7天,中国领导人习近平上午来到北京航天飞行控制中心,同首批进驻中国空间站的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进行了天地通话。继2016年神舟十一号任务之后,6月17日9时22分,长征二号F遥十二运载火箭成功将神舟十二号载人飞船送入预定轨道。中国航天员时隔5年再赴太空,开启中国空间站阶段的首次载人飞行任务,引发了国际社会的广泛关注。

探索外太空是一场具有高度战略意义的竞争,争夺太空话语权已成为各国战略竞争的重要方面,北京在科技方面的雄心在近年已越来越呈现于世界眼前。即便是在新冠肺炎(COVID-19)疫情肆虐全球的2020年,中国载人航天、北斗、探月、探火等航天重大工程和专项仍稳步推进,研制发射的航天器覆盖载人航天、空间探测、导航、通信、遥感、空间科学、技术试验等全部技术领域,航天技术与应用能力悄然间又得以大幅提升。

2021年是太空探索、发射任务和天文事件让人类应接不暇的一年,同时也是中国的航天大年。在中共建党百年之际,中国科技实力的提升用天问落火、空间站工程开启11连发等太空壮举得以彰显。当下,中国人的登月计划、火星探索以及空间站等的建设都在积极推进之中。“从人造卫星,到月球和火星,中国在这些领域中正迅速变成太空超级大国”,美国《时代杂志》报道引述美国宇航局(NASA)的前高级顾问凯西•劳里尼(Kathy Laurini)的话说,“他们(中国人)设立战略性、长期性的目标,而且为达到这些目标进行专注的,系统性的努力。”

中国人的太空逐梦

航天是冒险探索精神和高科技的结合,它需要的不仅是探索未知空间的勇气,还需要一个国家具备很高的科技水平和经济实力。数十年来,太空项目被视为国家实力和威望的象征,自1957年人类研制发射的第一颗人造地球卫星“斯普特尼克号”,由苏联发射升空震惊了全世界后,美苏两个超级大国间围绕太空的有关声望和国家战略的竞赛一直持续了几十年,美国“阿波罗11号”在1969年的首次登月成功业已被列为人类历史上最伟大的成就之一。

时至今日,全球还陆续有更多的卫星、探测器发射升空,目前在轨活跃卫星数量超过了1,000颗,由约50个国家所拥有,全球发射卫星国家的数目已达10余个,更有多个国家出炉了太空战略规划,争夺太空话语权已成为各国太空战略竞争的重要方面。

中国当代探索外太空较之西方晚了数十年,作为太空竞赛的后来者,中国在1970年才发射了第一颗卫星“东方红一号”,到2003年实现了第一次载人航天飞行,成为全球第三个实现载人航天的国家,近年来在多个航天领域进展迅速。中国第一辆火星车被命名为“祝融”,导航卫星叫“北斗”、科学卫星叫“悟空”、月球探测叫“嫦娥”、火星探测叫“天问”,空间站叫“天宫”……加持了中国传统文化的古老名字与未知探索在浩瀚宇宙中一次次碰撞,中国的太空天团家族成员也在逐年增多。

中国空间站建设已进入密集发射期,2021年迈入关键技术验证和建造阶段,计划在2022年投入运行。(多维新闻制作)

中国航天科技集团2月24日在北京召开《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》发布会,对2020年全球航天活动进行盘点,并公布了2021年该集团的宇航计划。官方发布的《中国航天科技活动蓝皮书(2020年)》指出,在过去一年,长征五号B运载火箭成功首飞,拉开了载人航天工程空间站阶段任务序幕;天问一号火星探测器成功发射,迈出了中国行星探测的第一步;北斗三号全球卫星导航系统建成开通,为全球公共服务基础设施建设做出重大贡献;高分辨率对地观测系统重大专项圆满收官,为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障;嫦娥五号任务圆满成功,实现了中国首次地外天体采样返回;长征八号成功首飞,进一步完善了中国运载火箭型谱。

中国近年来已在载人航天和深空探测领域取得多个突破,2020年其发射航天器次数和质量居世界第二,当年全球七大激动人心的太空任务中,由中国进行的就有两项。在2021年,以出品“神舟”系列载人飞船和“长征”系列运载火箭闻名于世的中国航天科技集团,全年发射次数有望首次突破40次,发射次数和数量均将再创新高。

天问一号探测器着陆火星首批科学影像图,请点击欣赏🔑🔑:

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英国《金融时报》的报道将天和核心舱发射、天宫空间站的建设与嫦娥探月工程月背软着陆及月球取样返回相联系,将这些视为中国空间技术实现重大跨越的标志性事件。报道称,自中国国家主席习近平将探索宇宙作为中国展示其世界领先技术实力的抱负的一个核心以来,中国的载人航天工程进展迅速。

新的太空追赶奇迹不断上演

人类在探索太空的历程中创造了一个又一个奇迹,以载人航天发展历史过程来看,发射和运行大型空间站是载人航天技术走向成熟的标志。

中国于1992年确定载人航天工程“三步走”发展战略,建造空间站、建成国家太空实验室,是中国实现该战略的重要目标。从2003年神舟五号首次将航天员送入太空,中国成为世界上第三个成功将人类送上太空的国家,至今已过去18年,中国的载人航天工程业已成功进行了载人飞船和短期空间实验室的发射和运行,完成了1992年批准立项时提出的“三步走”规划中的前两步。

在提出载人航天工程“三步走”战略近30年后,中国的载人航天工程在2021年已全面转入空间站在轨建造任务阶段,天和核心舱的发射成功成为中国空间站建设的奠基礼,中国拥有自己的太空“前哨”的梦想——建设长期有人驻留的大型空间站,已日益成为现实。

12艘神舟飞船、天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室、天舟一号货运飞船、空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船……中国载人航天工程稳步迈入空间站时代。按照中国的计划,将在2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略第三步的任务目标。2021年与2022年,中国载人航天工程预计实施包括空间站核心舱(天和)、两个实验舱(问天、梦天)、载人飞船(神舟)和货运飞船(天舟)各4艘在内的11次发射任务,12名航天员将进入太空。

公开资料显示,中国空间站将是人类历史上建设速度最快的模块化空间站。苏联和平号从1986年核心舱发射,到1996年最后一个舱段自然号完成对接,用时10年;由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合建造完成的国际空间站从1998年曙光号发射,到2011年莱昂纳多号最后加入,历时13年之久。

中国空间站由中国自主建造,实现了产品全部国产化,部组件全部国产化,原材料全部国产化,关键核心元器件100%自主可控。其基本构型由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成,三舱飞行器依次发射成功后,将在轨通过交会对接和转位,形成“T”构型组合体,长期在轨运行,空间站设计在轨寿命不小于15年。

2011年发射的天宫一号和2016年发射的天宫二号均属试验性质的空间站,航天员只能在其中短时间逗留。而2021年4月29日发射成功的天和舱是中国空间站的第一个舱段,也是未来长久性空间站的核心舱。

法新社的报道指出,中国空间站首个模块的发射是中国将人类永久送入太空雄心勃勃计划的一个里程碑,文章还提及2003年中国首次成功实施载人飞行,以及正在实施的首次火星探测任务,赞叹中国自1970年发射第一颗卫星以来,在航天领域取得了巨大的进步。

作为最新建设的“国家级太空实验室和太空母港”,中国空间站的规划和设计吸取了以往的经验教训,也充分考虑了中国的能力和需求,建设思路上按照符合中国国情,有所为、有所不为来考虑,其特点体现在合理的规模、优化的设计和最新的技术上。

中国空间站实现了相对较低的成本、较快的建造速度,以及强扩展性与高效费比。空间站设计为三人常驻、短期最多六人(一般为机组轮换时),设计有23个实验机柜位,实验能力远超规模更大、有7个舱段的和平号。中国的空间站摒弃了国际空间站的桁架结构,采用了模块化(积木式)结构,并且通过可移位的大型柔性太阳电池板,解决了各舱段电池板互相遮掩的问题,同样实现了桁架式空间站的效果。

值得一提的是,中国空间站的舱段采用了很不少独特的优化设计,如一体化的对接和气闸舱、展开式暴露平台等。此外,共轨巡天舱既有自由飞行航天器的优点,停靠空间站时又能像固定舱段一样得到维修和保养。业界人士表示,中国的空间站未来甚至可能视需要发展为“航天母舰”。

中国已成为全球首个在一次探火任务中实现环绕、着陆、巡视三大目标的国家,开启了人类火星探测史新高度;探月工程嫦娥五号于2020年末携带月球样品返回地球,中国航天史上复杂度最高、技术跨度最大的月球探测任务向世人宣告已按既定计划完成;2021年6月16日,中俄共建月球科研站路线图和合作伙伴指南1.0版已发布。

2分钟动画模拟中国首次火星探测任务天问一号着陆全程,请点击欣赏🔑🔑:

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但中国人的星辰大海远不只是探“月”问“火”,发射探测器去木星以及木星的月球业已被列入计划中……随着中国不断在太空领域取得突破性成就,中国还将创造新的太空追赶奇迹已越来越不被怀疑。

(本文原载于《香港01》周报,略有编辑。)

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